Tema 18 - Leyes estequiométricas

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82UNI SEMESTRAL 2013 - III QUÍMICA TEMA 18
I. DEFINICIÓN
Estudia las relaciones cuantitativas, ya sea con respecto a la
masa, volumen, etc., de los componentes de una reacción
química, dichas relaciones están gobernadas por leyes, éstas
pueden ser ponderales y/o volumétricas.
II. LEYES PONDERALES: (MASA CON MASA)
Estudia exclusivamente las masas de las sustancias que
participan en una reacción química, puede ser de 4 clases.
A. Ley de la conservación de la masa (de La-
voisieri)
En todo proceso químico, se cumple que la masa
total de los reactantes es igual a la masa total de
los productos.
Ejemplo
Sea la síntesis de Haber – Bosch para obtener amo-
níaco: NH3.
P.A. (N = 14; H = 1)
B. Ley de las proporciones fijas y definidas (de
Proust)
Las masa de 2 ó más componentes de una reacción
química, guardan siempre una relación fija o cons-
tante, cualquiera sean estas masas.
ESTEQUIOMETRÍA
Ejemplo:
Sea la oxidación del Calcio P.A (Ca = 40)
Observación:
De la reacción entre Ca y O2.
Reactivo limitante
Es la sustancia que en una reacción química, toda su
masa se consume completamente, limitando la canti-
dad necesaria que va a reaccionar de la otra sustancia.
Ejemplo: El calcio.
Reactivo en exceso
Es la sustancia que en una reacción química, su
masa no se consume totalmente, porque en la
reacción entra más de lo debido de ésta sustancia.
Ejemplo: El oxígeno.
C. Ley de las proporciones múltiples (de Dalton)
Si dos sustancias simples reaccionan para generar
dos o más sustancias de una misma función química,
se observará que mientras la masa de uno de ellos
es constante, la masa del otro varía en relación de
números enteros y sencillos.
LEYES ESTEQUIOMÉTRICAS
QUÍMICA
DESARROLLO DEL TEMA
83UNI SEMESTRAL 2013 - III QUÍMICA TEMA 18
LEYES ESTEQUIOMÉTRICAS
Ejemplo:
Sea la combinación iónica.
 
D. Ley de las proporciones recíprocas (de
Wenzel - Richter)
Si las masas de dos sustancias A y B pueden reac-
cionar separadamente con la misma masa de una
tercera sustancia "C" entonces si A y B reaccionan
juntos, lo harán con la misma masa con que reac-
cionan con "C" o con masas múltiplos o submúltiplos
a la mencionada.
Ejemplo:
 
III. LEYES VOLUMÉTRICAS: (DE GAY LUSSAC)
Gobiernan únicamente a los volúmenes de los compo-
nentes gaseosos, pueden ser de 3 clases:
1. Ley de las proporciones fijas y definidas.
2. Ley de las proporciones múltiples.
3. Ley de las proporciones recíprocas.
El análisis de cada ley volumétrica es semejante al de
cada ley ponderal.
Ejemplo:
Sea la combustión del metano.
 
Se observa que:
 
Recordar: 
gas
A m n
a C.N.
V# moléculas P Vmn
M N V R T
   



Donde: m.nV a C.N 22,4L
IV. CONTRACCIÓN VOLUMÉTRICA (C.V.)
Es una medida relativa del descenso del volumen en una
reacción química respecto al volumen inicial (antes de la
reacción).
R P
R
S S
C.V
S


• S : Σ de volúmenes gaseosos de los reactantesR
• S : Σ de volúmenes gaseosos de los productosP
Ejemplo:
Hallar la contracción volumétrica de la combustión com-
pleta del etano.
Solución:
5C.V.
9

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LEYES ESTEQUIOMÉTRICAS
TEMA 18
Exigimos más!
Es la masa de aquella sustancia que se combina con una mol
de átomos de hidrógeno o sustituye la misma cantidad de
átomos de hidrógeno en las reacciones químicas. Para calcu-
larla matemáticamente depende del tipo de reacción donde
se encuentra la sustancia.
I. CUANDO LA SUSTANCIA ESTÁ EN
UNA REACCIÓN NO REDOX O EN UNA
SOLUCIÓN
 
En las fórmulas mencionadas, al denominador se le de-
signará por el parámetro “ ”
En general:
 
oM ,P.A P.FP Eq 

  : Capacidad de reacción
Ejemplos:
• 16O : P Eq 8
2
  
• q2O :P E 32 / 4 8  
• q 27A : P E 9
3
  
•
 
72Fe O : P Eq 36
2 1
56 16
  
 
•
 2 5
28 80
108N O : P Eq 10, 8
2 5
  
 
• 2 4
4
2 32 6
98
H S O : P Eq 49
2
  
  
•  

2
3424
58Mg OH : P Eq 29
2
  

• 24
32 64
96S O : P Eq 48
2
   
 
• 4
18N H : P Eq 18
1
14 4
   
 
•  22
22
2 1
ICa I Ca
25440

 

 
: 294P Eq 147
2
  
•     
2
4 32 4 23
6 6
3
SOFe S O Fe
112 96 192

 


  

: 400P Eq 66,67
6
  
•      x(Hidróxido)xM OH : P Eq P Eq M P Eq OH     
•      23 (sal) 32M NO : P Eq P Eq M P Eq NO     
• 3 4 2 4 2H PO NaOH NaH PO H O  
3 4P Eq(H PO ) .... 
• 2 2HBr Mg(OH) Mg(OH)Br H O  
2P Eq Mg(OH)   
II. CUANDO LA SUSTANCIA ESTÁ EN
UNA REACCIÓN REDOX
MP Eq
# e Transferidos
 

• No se necesita balancear toda la ecuación química
• Sólo debe estar balanceado el elemento cuyo nú-
mero de oxidación varía.
Ejemplo:
Hallar el P–Eq de cada sustancia en la ecuación siguiente:
3 2 2NO C N O C
    
Resolución:
2(NO )3
+5
+ 2C l N O2
+1
+2
+ C 2
0
0+10 2
(+8e
_
)
( 2e
_)
Entonces:
•  3
2 622 NO : P Eq 15,5
8
   
•
2 35,52C :P Eq 35,5
2
   
MASAS EQUIVALENTES P - Eq
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LEYES ESTEQUIOMÉTRICAS
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Pregunta 1
¿Cuántos gramos de amoniaco se deben
descomponer para obtener 360 g de hi-
drógeno? Ar(N = 14; H = 1).
UNI
Nivel fácil
A) 2040 g(NH3)
B) 3040 g(NH3)
C) 1040 g(NH3)
D) 3060 g(NH2)
E) 3140 g(NH3)
Resolución:
De la ecuación:
3 2 22NH N 3H 
En 360 g de hidrógeno existen:
2H
360n 180
2
  moles de hidrógeno
3
3
2
H
H 3
H
n 2 n 120 moles (NH )
n 3
  
En 120 moles de NH3 existen:
3NH 3
m 120 x17 2040 g(NH ) 
Respuesta: A) 2040 g(NH3)
Problema 2
Calcular la masa en kg de cal viva (CaO)
que puede obtenerse calentando 200 kg
de caliza que contiene 95% de CaCO3.
Ar(Ca = 440; C = 12; o = 16)
UNI
Nivel intermedio
A) 230 kg
B) 210 kg
D) 130 kg
C) 106,4 kg
E) 316 kg
Resolución:
De la combustión:
Respuesta: C) 106,4 kg
Problema 3
¿Cuántos miligramos se pesaron de
CH4O para que la combustión completa
diera 4,4 miligramos de CO2?
UNI
Nivel fácil
A) CH2O
B) CH4O
C) CHO
D) CHO4
E) C4HO
Resolución:
Por la reacción de combustión com-
pleta:
4
64 x 4, 4x 3, 2 mg de CH O
88
 
Respuesta: B) CH4O
• 2
44N O : P Eq 5,5
8
  
• 2
2 35,5C : P Eq 35,5
2
  
Observación:
1 Eq P Eq(g) #Eq W / P Eq    
III. SEA LA REACCIÓN NO QUÍMICA BA-
LANCEADA
 
 

a g b g a b g
A B C Se cumple:

  
#Eq(A) #Eq(B) #Eq(C) 
Observación
W#Eq n
P Eq
  


Donde:
n : número de moles
 : capacidad de reacción
PROBLEMAS RESUELTOS